Архив метки: Строение вещества

Замер сопротивления с помощью мультиметра.

Цель эксперимента: Научиться измерять сопротивление.

Нам понадобится: Мультиметр, резисторы, потенциометр, провод, катушка индуктивности, предохранитель.

  1. Выставляем на мультиметре режим измерения сопротивления.
  2. Берем резисторы и начинаем измерять их сопротивление с помощью щупов. Обращайте внимание на приставки к показаниям мультиметра. Запомните приставки 1 Кило Ом = 1000 Ом, 1 Мега Ом = 1 000 000 Ом. Замерьте сопротивления не менее 10 резисторов.                                                                                                             
  3. Теперь перейдём к потенциометру. Для начала замерим его максимальное сопротивление приложив щупы к крайним контактам. Теперь переместите один из щупов на средний контакт и вращая ручку мы наблюдаем как изменяется сопротивление.Обратите внимание, что при изменении сопротивления одной группы контактов мы меняем и сопротивление другой группы. Замерьте сопротивления групп контактов потенциометра, чтобы убедиться в этом.
  4. Возьмите провод и померьте его сопротивление. Как видите его сопротивление намного меньше чем у резистора и это не удивительно, ведь его задача проводить электричество (ток) с  наименьшим сопротивлением.
  5. Ради эксперимента измерьте сопротивления предметов которые вас окружают.(стола, вилки для еды, линейки,своей кожи, бумаги и т.д.)На те предметы на которые  мультиметр не реагирует называются диэлектриками, то есть они не способны проводить электричество.

Вывод: Замерять сопротивление очень просто достаточно лишь выставить мультиметр в нужный режим измерения.

Контрольные вопросы:

  1. Каким символом обозначается режим измерения сопротивления?
    Ответ

    Ω Омега или R

    [свернуть]
  2. Потенциометр на 10 КОм (10 000 Ом), на одной группе контактов (1-2) сопротивление 7 КОм. Сколько Ом на другой группе контактов (2-3) ?
    Ответ

    10КОм-7КОм=3КОм

    [свернуть]
  3. Какое сопротивление больше 350КОм или 47МОм?
    Ответ

    350КОм<47МОм 350КОм = 350 000 Ом 47МОм = 47 000 000 Ом

    [свернуть]

Заряды при движении создают тепло. Эксперимент.

Цели эксперимента: Убедиться в том, что при движении зарядов в веществе они нагревают его и то что при интенсивном нагреве вещества оно начинает светиться.

Нам понадобится: две батарейки типа АА и контактный бокс для них, одна батарейка типа «Крона»,  макетная плата, лампочка на 3 вольта. Читать далее

Заряды создают тепло

Заряды (ионы, электроны) создают тепло и свет .

При движении зарядов в веществе они нагревают его. Причём при интенсивном потоке они могут так сильно нагреть материал в котором движутся, что он начинает светиться подобно сильно нагретому или расплавленному металлу.

Одним из ярких во всех смыслах представителей нагрева и свечения  является лампа накаливания. Из за протекания в ней больших токов (большого количества зарядов) нить накала лампы начинает греться и затем светиться, собственно из за этого большого потребления зарядов мы все чаще отказываемся от таких ламп в пользу светодиодных, которые потребляют раз в десять меньше электроэнергии (зарядов).

Сам нагрев происходит при ударе или трении зарядов об атомы вещества в котором протекает ток.(рис14)`

Эксперимент: Заряды при движении создают тепло.

Контрольный вопрос:Из за чего происходит нагрев вещества при прохождении через него зарядов?
Ответ

Нагрев происходит при ударе или трении зарядов об атомы вещества в котором они протекают.

[свернуть]

Нагрев и свечение это далеко не все возможности зарядов, о других их свойствах мы узнаем далее.

Три вида зарядов

Электроны и ионы могут быть в свободном состоянии.

Атом на 99.9% состоит из пустоты, если представить, что ядро атома имеет размер арбуза, то электрон будет размером в горошину вращаться вокруг ядра на расстоянии около одного километра, а вот промежуток между атомами будет измеряться сотнях километров в наших масштабах.(рис 11).А все прочее пустота.

В металлах и других твердых веществах атомы крепко закреплены на своем месте за счет сильной связи атомов между собой, что собственно и делает этот материал твердым (рис12.1).

В жидкостях и газах межатомная связь слабее за счет этого она текучая и «мягкая»  (рис 12.2).Во всех веществах атомы колеблются, при повышении температуры их колебания увеличиваются и за счет этих колебаний атом может потерять электроны которые имеют слабую связь с ядром (опыт с термопарой) и эти свободные электроны отправляются в межатомное пространство в поисках свободного протона.

Вспомним, что если у электрически нейтрального атома, в котором количество электронов равно количеству протонов в ядре отнять некоторое количество электронов, то он станет положительным ионом(рис 6.3) в твердом веществе такой ион будет стоять на месте за счет сильной межатомной связи, а вот в жидкостях и газах где атомы имеют слабую межатомную связь положительно заряженный ион может двигаться в сторону минуса это же относится и к отрицательному иону (атом с лишним электроном на орбите рис. 6.2)так как он имеет отрицательный заряд он будет двигаться к плюсу.(рис 13)

Итак, что мы выясняли:

  • В веществах много свободного пространства.
  • В твердых веществах только один вид зарядов это электрон.
  • В жидкостях и  газах могут быть три вида зарядов.
    • Электроны.
    • Положительные ионы.
    • Отрицательные ионы.
  • Узнали о свободных (негде не закрепленных) зарядах которые бороздят межатомное пространство.

Контрольные вопросы.

  1. Где крепче соединены атомы в металле или воде?
    Ответ

    В металле атомы имеют более крепкую межатомную связь, чем в воде.

    [свернуть]

  2. Какие виды зарядов бывают в жидкостях и газах?
    Ответ

    Электроны, положительные ионы и отрицательные ионы.

    [свернуть]

  3. Что является носителем заряда в металле?
    Ответ

    В металле может быть только один вид носителей зарядов это электрон.

    [свернуть]

  4. Что такое ион?
    Ответ

    Это атом потерявших свой электрон (положительный ион) или наоборот притянувший к себе лишний электрон (отрицательный ион).

    [свернуть]

 

Атом

Для начала изучения электроники нам  необходимо знать что такое атом.

Это нам понадобится для понимания внутренних процессов в радиодеталях да и не только .Ведь понимая процесс изнутри его проще понять и запомнить на долгое время.

Все вокруг нас в том числе и мы состоит из атомов. Атом настолько мал, что только в одной капле воды два секстиллиона атомов кислорода а это 2*10^21  степени.(рис 1)

 

Основной частью атома является его ядро в котором находится почти вся масса атома, само ядро состоит из протонов и нейтронов. Вокруг которого  послойно вращаются электроны.(рис 2)

Электрон и протон имеют свой электрический потенциал. То есть в них хранятся мельчайшие порции электричества. (рис 2)

Электрон обладает отрицательным зарядом .

Протон имеет положительный заряд +.

Нейтрон является электрически нейтральным отсюда и его название.

Атомы различных веществ отличаются по количеству протонов в ядре и электронов вращающихся  вокруг него так в атоме водорода один протон (рис3.1)и один электрон далее по сложности гелий у него в ядре два протона два электрона(рис3.2), у лития три протона три электрона(рис 3.3) и т.д.

Атомы различаются по количеству протонов в ядре

На сегодняшний день известно 107 основных видов атомов их называют химическими элементами. Соединяя эти 107 химических элементов между собой получаются миллиарды различных веществ(рис 4). То есть разные сочетания атомов образуют вещества такие как гранит и бумагу, нефть и алмазы, медь и алюминий да и все что нас окружает.

Молекула

Электроны вращаются вокруг ядра атома не абы как а послойно. В первом слое от ядра атома могут вращаться не более двух электронов (рис. 5) второй слой может вместить в себя уже до восьми, третий до восемнадцати тд.

Слои электронов

Наиболее важным слоем является крайний слой электронов, благодаря ему атом может взаимодействовать с другими атомами образуя при этом молекулы, а ещё последний слой электронов влияет на его электропроводность, но об этом вы узнаете далее.

Атом может называться атомом только в том случаи если его количество протонов будет равно количеству электронов в нем.(рис 6.1)

Если же количество протонов и электронов различаются между собой то этот атом называют ионом.

В случаи если электронов в атоме больше протонов то такой атом называют отрицательным ионом(рис. 6.2) и наоборот протонов больше чем электронов то его называют положительным ионом(рис 6.3).

Если вы не чего не поняли, то нечего страшного в этом нет, ведь подобная информация весьма сложна в усвоении и в связи с этим советую вам посмотреть видео на эту тему.

Контрольные вопросы.

  1. Из чего состоит атом? 
    Ответ

    Из протонов, нейтронов (ядро атома) и послойно вращающихся вокруг них электронов.

    [свернуть]
  2. Чем различаются атомы различных веществ?
    Ответ

    Количеством протонов, электронов, нейтронов. Количество протонов указывает на порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева.

    [свернуть]
  3. Какой электрический потенциал у протона?
    Ответ

    Плюс

    [свернуть]
  4. Какой электрический потенциал у электрона?
    Ответ

    Минус

    [свернуть]

Далее мы ещё вернемся к особенностям строения вещества.